[发明专利]一种多电极驱动的机械手指设计方法

说明书

本发明公开了一种多电极驱动的机械手指的制作方法，包括以下步骤：S1对所用介电弹性体进行过均匀预拉伸，用固定框架截取中间最均匀的部分；S2制备合适规格的底层、顶层手指框架；S3在固定框架截取部分中布置银导线，然后两面对称地贴上手指框架；S4在手指框架的电极槽孔处涂上柔性电极；S5固定机械手指根部，两面电极分别引出连接增益电压正负极，得到多电极驱动的机械手指。本发明的多电极驱动机械手指具有良好的柔性，可适应多种环境，弯曲角度可调节，质量轻，无声驱动，快速响应等特点。

技术领域

本发明涉及机械手指领域，尤其是涉及一种多电极驱动的柔性机械手指的制作方法。

背景技术

随着科学技术的进步，机器人尤其是工业机器人大大促进了生产力的发展；在日常生活中我们需要这种自动化机器人的场景也越来越多。然而，这些机器人一般质量很大，工作也有很大的噪音，特别是它们是由刚性结构组成，这给人机交互带来很大问题。柔性驱动器(特别是电响应柔性驱动器，具有质量轻，无声驱动，快速响应等特点)作为新一代驱动技术在近二十年来得到了突飞猛进的发展。介电弹性体驱动器作为电响应驱动器最为代表之一被世界各国学者进行大量研究。

目前软体机器人学界基本证实了PVC通电驱动的可行性：材料受到电刺激会在正极板粘附并拉伸，产生不对称形变提供动力。目前日本信州大学已经做出单点电驱动PVC提供动力的辅助行走设备，他们将电极与材料薄膜堆叠，通电产生足够的收缩力，并利用绳带将力传递到位于人膝盖的固定装置，为人的行走助力。但此装置仅利用了材料单方向收缩提供的动力，实际使用上由于驱动力的单一，灵活性十分有限。

作为理想的柔性机械手指，它必须要有多个运动自由度，这样才能够满足实际应用中的各种动作要求，此外还应该保持良好的柔性，以保证友好的人机交互；除此以外还要满足体积小、低噪声等要求。如何设计一种既能够多自由度运动，又具有相当柔性的机械手指，是一个亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种多电极驱动的机械手指制作方法，本发明可以根据需要调节机械手指对电压的相应程度，从而满足不同场景的需求。

为达到上述技术目的，本发明采取如下技术方案：一种多电极驱动的机械手指制作方法，包括以下步骤：

S1、对所用介电弹性体进行过均匀预拉伸，用固定框架截取中间最均匀的部分；

S2、制备合适规格的底层、顶层手指框架；

S3、在固定框架截取部分中布置银导线，然后两面对称地贴上手指框架；

S4、在手指框架的电极槽孔处涂上柔性电极；

S5、固定机械手指根部，两面电极分别引出连接增益电压正负极；

作为优选，所述介电弹性体选自PVC凝胶、VHB4910型3M胶、VHB4905型3M胶。

作为优选，所述步骤S1中预拉伸后介电弹性体厚度约为100μm。

作为优选，所述手指框架材料选自PET薄膜，其拉伸强度≥200MPa，断裂伸长率≥80％。

作为优选，所述步骤S2中手指框架的电极槽孔宽a为9～11mm，长b为19～21mm，两个槽孔间距d为9～11mm，外框同时每边留出9～11mm。

作为优选，所述步骤2中底层手指框架保持连续，顶层手指框架在不同的电极槽孔之间应该剪断留出空白d1约为1mm，以实现手指的弯曲取向。

作为优选，所述步骤S3中所使用的银导线直径应小于80微米。

作为优选，在所述步骤S4中的柔性电极选自黑碳粉、合成柔性电极、DDG导电膏、碳润滑油脂。

作为优选，制作的机械手指驱动电压为1KeV～5KeV。